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2023-02-02育種輔以遺傳工程技術是好是壞?基改作物的應許和反思 638 期

Author 作者 郭華仁/臺灣大學農藝學系名譽教授。

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• 基因轉殖作物從1996 年開始在全球大面積種植,這些作物的主要特性為抗除草劑與抗蟲,占全球種植面積的99.9%。
• 基因轉殖作物被認為能抗逆境、增加產量、減少農藥等;但缺乏實證,並且發生「超級害蟲」、「超級雜草」等各種面向的爭議。
• 基因編輯作物逐漸上市,而有論文指出基因編輯可能產生預料外的其他改變,因此需要加以審查及評估風險。

傳統育種創造出琳琅滿目的品種,對近代農業發展有很大貢獻。在1990 年代以後,若干傳統育種開始輔以分子生物科技,包括分子輔助選種、基因改造技術等。

基改技術採用遺傳工程(genetic engineering),將外來基因轉殖進入受體產生基因重組,結果通常會使受體表現出外來基因的特性,或者關掉受體的某個基因,使該基因特性無法表現。此種新受體就稱為基因改造生物(genetically modified organism, GMO),簡稱基改生物。

第一代基改生物從1970 年代開始以基因轉殖技術製造,至今仍在進行。第二代基改生物約從2010年開始製造,程序是先進行基因轉殖,轉殖基因在受體內形成修剪工具,再以此工具處理受體的特定基因,稱為基因編輯;編輯結束後常把轉殖時帶進來的基因剔除,因此受體內可能不會帶有外來基因。第一代可以簡稱為基轉基改,第二代則為基編基改。

第一個基改生物是1973 年轉殖入抗生素基因的大腸桿菌(Escherichia coli);到了1982 年,美國食品藥物管理局(U.S. Food and Drug Administration,FDA)核准上市基改大腸桿菌合成的人類胰島素,目前已有不少基改菌用來製造藥物。此外,基改在食品工業上的應用也很廣泛,主要由基改菌生產酵素進行食品加工,製作麵粉食品、乳製品、穀類飲料等,有些基改菌則可直接產生各類食品添加物。

第一個基改動物是1974 年製造的基改鼠,之後有關基轉基改動物的研發雖然不少,但真正上市者較少,目前只有美國、加拿大兩國核准基改鮭魚、美國核准基改螢光魚的販售。日本近兩年則上市了基編基改的鯛魚與河豚。

不過在基改生物中,目前還是以農作物的應用最廣,因此本文針對基改農作物加以討論。

第一代基改作物的進展與現況

約從1996年開始,全球大面積種植基轉基改作物。雖然一開始只有美國、加拿大、阿根廷三國生產,但後來許多國家陸續加入,至2019 年基轉基改作物的種植總面積已達1.9 億公頃。全球有29 個國家在種植,而美國、巴西、阿根廷、加拿大、印度前五大國就占了基改作物種植總面積的90.8%(圖一a)。若以地理區分,則是美洲的88.2%占最多,亞澳與歐非僅占10.2%與1.6%(圖一b)。

圖一:第一代基改作物的全球生產概況

(資料來源:ISAAA, https://www.isaaa.org/)

在去(2022)年10 月,全球共有388 個基改品項得到某些國家核准生產,品項最多的依次為玉米、棉花、大豆、油菜籽,分別占34.8、14.7、10.3、10.1%,其餘26 種作物者合計約29.3%。這388個轉殖品項的特性以忍受除草劑及抵抗害蟲為主,合計占71.8%。其他六類特性僅有28.2%,分別為改變品質、控制授粉、抵抗病菌、忍受環境逆境、改變生長特性、抵抗線蟲等。……【更多內容請閱讀科學月刊第638期】